Concept Haalbaarheidsstudie: Zonne-Energie Leverende Lamel (ZELL)

In dit project is de techno-economische haalbaarheid getest van een zonwering systeem dat tevens zonne-stroom en –warmte opwekt, passieve ruimtekoeling levert, en een deel van het natuurlijk daglicht binnenlaat. Het gaat om een zonne-energie leverende lamel, met een zeer geringe inbouwdiepte dankzij innovatieve lineaire Cassegrain reflectoren, waardoor deze binnen reguliere vensterbanken past en daardoor goed inpasbaar is in de bestaande bouw met een eerste toepassing in kantoorpanden en kleine utiliteitsbouw.
Bij het vooraf ontwikkelde energieopwekking concept zijn een ophanging, een mounting frame en een mechanisch bewegingssysteem ontwikkeld, en materialen en productietechnieken zijn vastgelegd. Er is een simulatiemodel van het systeem ontwikkeld, net als van een vergelijkbaar systeem gebaseerd op een lineaire Fresnel lens in plaats van een lineaire Cassegrain spiegel. De energieopbrengst en lichtdoorlatendheid van beide systemen onder verschillende oriëntaties zijn onderzocht middels ray-tracing simulaties in Zemax. Uit het onderzoek is gebleken dat voor beide systemen de randvoorwaarden die voortkomen uit inpasbaarheid in de binnenruimte de productiekosten van het systeem opjagen en dat de energieopwekking hier niet tegen opweegt. Ook schaalbaarheid is een punt van zorg. Daarom is de conclusie dat het concept ZELL systeem met energieopwekkende lamellen die in de binnenruimte worden geïnstalleerd, op techno-economisch vlak niet haalbaar is.

In dit project wordt de techno-economische en sociale haalbaarheid getest van een zonwering systeem dat tevens zonne-stroom en –warmte opwekt, passieve ruimtekoeling levert, en een deel van het natuurlijk daglicht binnenlaat. Het gaat om een zonne-energie leverende lamel, met een zeer geringe inbouwdiepte waardoor deze binnen reguliere vensterbanken past en daardoor goed inpasbaar is in de bestaande bouw met een eerste toepassing in kantoorpanden en kleine utiliteitsbouw. Het systeem is vernieuwend omdat energiewinning uit glazen elementen bij bestaande bouw nog bijna niet bestaat. Het ZELL systeem is ontworpen om laagdrempelig te installeren te zijn in de bestaande bouw binnen de afmetingen van een vensterbank, door de kleine inbouwdiepte van het systeem. Daardoor is er een brede toepassingsmogelijkheid, van woonhuizen tot kantoorpanden en utiliteitsbouw.
In deze haalbaarheidsstudie wordt een significante slag gemaakt op de maakbaarheid en schaalbaarheid van het bestaande concept. Er wordt aandacht besteed aan de kostprijs, maakbaarheid en schaalbaarheid. Specifiek de ophanging en het mounting frame, het mechanische bewegingssysteem, inpasbaarheid, productietechnieken en materiaalkeuzes. De optische elementen en pv receiver worden gemodelleerd in Solidworks en er worden energieopbrengst- en lichtdoorlating analyses uitgevoerd op basis van Ray-tracing simulaties. Tevens wordt een alternatief optisch systeem gebaseerd op een langgerekte lineaire Fresnel lens gemodelleerd waarvan ook de energieopbrengst en lichtdoorlatendheid worden gesimuleerd. Voor beide systemen wordt een productie kostprijs opgesteld en een techno-economische haalbaarheidsanalyse verricht. Het consortium verspreidt de resultaten van dit project, en bereidt op basis van de resultaten een vervolg-subsidieaanvraag voor, zo nodig met een uitbreiding van het consortium.